JPH076963A - 半導体量子細線構造の作製方法 - Google Patents
半導体量子細線構造の作製方法Info
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- JPH076963A JPH076963A JP16738393A JP16738393A JPH076963A JP H076963 A JPH076963 A JP H076963A JP 16738393 A JP16738393 A JP 16738393A JP 16738393 A JP16738393 A JP 16738393A JP H076963 A JPH076963 A JP H076963A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 下層の段差形状を残すように半導体層を形成
することを目的とする。 【構成】 （１１０）面に（１１１）Ａ面３と（１１
１）Ｂ面４とからなる周期溝構造を形成したＧａＡｓ基
板１上にＡｌＧａＡｓを成長させると、（１１１）Ａ面
３上には成長しいき、（１１１）Ｂ面にはあまり成長せ
ず、ＧａＡｓ基板１の周期溝構造を形状を保ったままＡ
ｌＧａＡｓ層２が形成される。
することを目的とする。 【構成】 （１１０）面に（１１１）Ａ面３と（１１
１）Ｂ面４とからなる周期溝構造を形成したＧａＡｓ基
板１上にＡｌＧａＡｓを成長させると、（１１１）Ａ面
３上には成長しいき、（１１１）Ｂ面にはあまり成長せ
ず、ＧａＡｓ基板１の周期溝構造を形状を保ったままＡ
ｌＧａＡｓ層２が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種の半導体装置に
適用可能な半導体量子細線構造の作製方法に関する。
適用可能な半導体量子細線構造の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】量子細線構造は、その大きな状態密度の
ために様々なディバイスにおいて高度な性能が得られる
ことが理論的に予想されているが、今迄のところ作製さ
れた量子細線ディバイスにおいて従来ディバイスを凌駕
するような性能は得られていない。その大きな原因とし
て、従来の作製方法において、多層でかつ高密度に作製
することが困難であり、そのために作製されている量子
細線構造が多くの場合単層であることが問題として指摘
されている。つまり、多くの場合、細線領域の体積が小
さいために、細線領域自身の持つ性質は高性能であって
も、全体としてディバイスとして発揮される性能は平凡
なものになってしまっているのである。
ために様々なディバイスにおいて高度な性能が得られる
ことが理論的に予想されているが、今迄のところ作製さ
れた量子細線ディバイスにおいて従来ディバイスを凌駕
するような性能は得られていない。その大きな原因とし
て、従来の作製方法において、多層でかつ高密度に作製
することが困難であり、そのために作製されている量子
細線構造が多くの場合単層であることが問題として指摘
されている。つまり、多くの場合、細線領域の体積が小
さいために、細線領域自身の持つ性質は高性能であって
も、全体としてディバイスとして発揮される性能は平凡
なものになってしまっているのである。
【０００３】以下図を用いて、従来技術による量子細線
の作製方法について説明する。一例として、ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ量子細線について説明する。図４は、従来
のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子細線の作製方法を示す断
面図である。同図において、４１は表面が（００１）面
であるＧａＡｓからなる基板、４２は基板１表面に形成
された溝構造、４３，４４は溝構造２の（１１１）Ａ面
である側面である
の作製方法について説明する。一例として、ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ量子細線について説明する。図４は、従来
のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子細線の作製方法を示す断
面図である。同図において、４１は表面が（００１）面
であるＧａＡｓからなる基板、４２は基板１表面に形成
された溝構造、４３，４４は溝構造２の（１１１）Ａ面
である側面である
【０００４】まず、図４（ａ）に示すように、基板４１
の面内に周期的な溝構造４２を形成する。通常の成長に
おいては、基板４１はＧａＡｓ（００１）面が用いられ
る。溝構造４２は、ＧａＡｓで形成される場合とＡｌＧ
ａＡｓで形成される場合とがあるが、ここではＧａＡｓ
層に周期的な溝構造４２を形成する場合を考える。溝構
造４２の形成方法としては、電子ビーム露光などにより
レジストパターンを形成し、それを元に基板をエッチン
グして溝を形成する方法と、そのレジストパターンを元
に選択成長により溝を形成する方法がある。溝構造４２
を構成する側面４３および側面４４はエッチングで溝を
形成する場合は、ともに（１１１）Ａ面である。
の面内に周期的な溝構造４２を形成する。通常の成長に
おいては、基板４１はＧａＡｓ（００１）面が用いられ
る。溝構造４２は、ＧａＡｓで形成される場合とＡｌＧ
ａＡｓで形成される場合とがあるが、ここではＧａＡｓ
層に周期的な溝構造４２を形成する場合を考える。溝構
造４２の形成方法としては、電子ビーム露光などにより
レジストパターンを形成し、それを元に基板をエッチン
グして溝を形成する方法と、そのレジストパターンを元
に選択成長により溝を形成する方法がある。溝構造４２
を構成する側面４３および側面４４はエッチングで溝を
形成する場合は、ともに（１１１）Ａ面である。
【０００５】次に、溝構造４２の上に細線構造を形成す
るプロセスを説明する。作製された溝構造４２の上に、
ＡｌＧａＡｓ層４５の成長を行い、さらにＧａＡｓ層４
６を成長し、この上にＡｌＧａＡｓ層４７を成長して、
図４（ｂ）に示すように、第１層目の量子細線構造の形
成を終える。このとき、ＧａＡｓ層４６は、溝構造４２
の底部では比較的厚く成長するが、側面４３，４４の上
の方ではほとんど成長せず、成長したとしても非常に薄
い。このように、溝構造４２の底部に形成された厚いＧ
ａＡｓ層４６の部分が量子細線になる。以上の工程を繰
り返すことにより、多層の量子細線構造を形成する。
るプロセスを説明する。作製された溝構造４２の上に、
ＡｌＧａＡｓ層４５の成長を行い、さらにＧａＡｓ層４
６を成長し、この上にＡｌＧａＡｓ層４７を成長して、
図４（ｂ）に示すように、第１層目の量子細線構造の形
成を終える。このとき、ＧａＡｓ層４６は、溝構造４２
の底部では比較的厚く成長するが、側面４３，４４の上
の方ではほとんど成長せず、成長したとしても非常に薄
い。このように、溝構造４２の底部に形成された厚いＧ
ａＡｓ層４６の部分が量子細線になる。以上の工程を繰
り返すことにより、多層の量子細線構造を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記方法において、溝
構造の上に成長する半導体層の厚さが溝の深さと同程度
以下であれば、成長した半導体層の上にも溝の形状が保
存されているが、溝の深さと同程度以上の厚さの半導体
層を成長すると、溝形状は崩れ、凹凸のない平坦な形状
に近づいていく。図５は、この状態を示す断面図であ
り、同図において、５１は溝構造が形成されたＧａＡｓ
基板、５２はＧａＡｓ基板５１の溝構造上に堆積された
ＧａＡｓ層である。同図５に示すように、ＧａＡｓ基板
５１の溝構造上に、その深さ以上の厚さにＧａＡｓ層５
２を形成すると、溝構造の段差をなくしてしまうように
ＧａＡｓ層５２は形成される。
構造の上に成長する半導体層の厚さが溝の深さと同程度
以下であれば、成長した半導体層の上にも溝の形状が保
存されているが、溝の深さと同程度以上の厚さの半導体
層を成長すると、溝形状は崩れ、凹凸のない平坦な形状
に近づいていく。図５は、この状態を示す断面図であ
り、同図において、５１は溝構造が形成されたＧａＡｓ
基板、５２はＧａＡｓ基板５１の溝構造上に堆積された
ＧａＡｓ層である。同図５に示すように、ＧａＡｓ基板
５１の溝構造上に、その深さ以上の厚さにＧａＡｓ層５
２を形成すると、溝構造の段差をなくしてしまうように
ＧａＡｓ層５２は形成される。
【０００７】上述説明のように、溝構造の段差が減少し
ていくと、その上に多層に量子細線を作製するときに問
題を生じる。図６に示すように、ＡｌＧａＡｓ層６１と
ＧａＡｓ層６２とＡｌＧａＡｓ層６３とからなる２層目
の量子細線構造では、量子細線となるＧａＡｓ層６２が
形成されるＡｌＧａＡｓ層６１上の溝構造の深さが浅く
なってしまう。なお、図６において、他の符号は図４と
同様である。このように、量子細線の層を重ねていくに
従って、量子細線が形成される溝の深さが浅くなってい
き、各層の量子細線のサイズに大きなばらつきができる
とともに、ある程度厚くなると細線の形成自体が不可能
になる。
ていくと、その上に多層に量子細線を作製するときに問
題を生じる。図６に示すように、ＡｌＧａＡｓ層６１と
ＧａＡｓ層６２とＡｌＧａＡｓ層６３とからなる２層目
の量子細線構造では、量子細線となるＧａＡｓ層６２が
形成されるＡｌＧａＡｓ層６１上の溝構造の深さが浅く
なってしまう。なお、図６において、他の符号は図４と
同様である。このように、量子細線の層を重ねていくに
従って、量子細線が形成される溝の深さが浅くなってい
き、各層の量子細線のサイズに大きなばらつきができる
とともに、ある程度厚くなると細線の形成自体が不可能
になる。
【０００８】その原因は、通常の成長では、ＧａＡｓ
（００１）面が表面エネルギーの低い状態であり、側面
の（１１１）面によって囲まれた周期的な溝構造はエネ
ルギー的に不安定な状態である。このために、このよう
な溝構造上では半導体層の成長が進むに従って、なるべ
く段がなくなるような形を取ろうとするためである。
（００１）面が表面エネルギーの低い状態であり、側面
の（１１１）面によって囲まれた周期的な溝構造はエネ
ルギー的に不安定な状態である。このために、このよう
な溝構造上では半導体層の成長が進むに従って、なるべ
く段がなくなるような形を取ろうとするためである。
【０００９】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、下層の段差形状を残すよ
うに半導体層を形成することを目的とする。
るためになされたものであり、下層の段差形状を残すよ
うに半導体層を形成することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体量子細
線構造の作製方法は、（１１０）面上あるいは（１１
０）面からわずかに傾いた面を持つ単結晶半導体基板上
に周期的溝構造を形成し、単結晶半導体基板上に多層量
子井戸構造を成長することを特徴とする。また、表面が
（１００）面である第１と第２の半導体が交互に積層さ
れた超格子の（１１０）面を有する劈開面上に、第３の
半導体層からなる周期的溝構造を形成し、周期的溝構造
上に多層量子井戸構造を成長することを特徴とする。
線構造の作製方法は、（１１０）面上あるいは（１１
０）面からわずかに傾いた面を持つ単結晶半導体基板上
に周期的溝構造を形成し、単結晶半導体基板上に多層量
子井戸構造を成長することを特徴とする。また、表面が
（１００）面である第１と第２の半導体が交互に積層さ
れた超格子の（１１０）面を有する劈開面上に、第３の
半導体層からなる周期的溝構造を形成し、周期的溝構造
上に多層量子井戸構造を成長することを特徴とする。
【００１１】
【作用】（１１０）面上に形成される周期的溝構造は、
（１１１）Ａ面に近い面と（１１１）Ｂ面に近い面で囲
まれる。この周期的溝構造の上では、この溝構造が保存
されるように半導体の成長が進む。また、超格子断面で
ある劈開面上に形成される周期的溝構造は、極短周期で
大きさが揃う。
（１１１）Ａ面に近い面と（１１１）Ｂ面に近い面で囲
まれる。この周期的溝構造の上では、この溝構造が保存
されるように半導体の成長が進む。また、超格子断面で
ある劈開面上に形成される周期的溝構造は、極短周期で
大きさが揃う。
【００１２】
【実施例】以下この発明の１実施例を図を参照して説明
する。ＧａＡｓ基板の（１１０）面上に形成される溝
は、エッチングによる方法でも、選択成長による方法で
も、通常は（１１１）Ａ面に近い面と（１１１）Ｂ面に
近い面で囲まれた形状になる。このように、片方が（１
１１）Ａ面で他方が（１１１）Ｂ面となっている溝に、
このＧａ基板と同材料であるあるＧａＡｓを成長させる
と、溝が埋まるように成長していく。しかし、ＡｌＧａ
ＡｓあるいはＡｌＡｓを成長させると、ＧａＡｓの場合
とは異なった状態で成長をする。
する。ＧａＡｓ基板の（１１０）面上に形成される溝
は、エッチングによる方法でも、選択成長による方法で
も、通常は（１１１）Ａ面に近い面と（１１１）Ｂ面に
近い面で囲まれた形状になる。このように、片方が（１
１１）Ａ面で他方が（１１１）Ｂ面となっている溝に、
このＧａ基板と同材料であるあるＧａＡｓを成長させる
と、溝が埋まるように成長していく。しかし、ＡｌＧａ
ＡｓあるいはＡｌＡｓを成長させると、ＧａＡｓの場合
とは異なった状態で成長をする。
【００１３】図１は、（１１０）面に溝を形成してある
ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＧａＡｓを成長させたときの構
成を示す断面図である。同図において、１は（１１０）
面に周期溝構造を形成したＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓ
基板１上に成長させたＡｌＧａＡｓ層、３はＧａＡｓ基
板１上の周期溝構造の１面である（１１１）Ａ面、４は
ＧａＡｓ基板１上の周期溝構造のもう一つの面である
（１１１）Ｂ面である。ＡｌＧａＡｓは、ＧａＡｓ基板
１の（１１１）Ａ面３上には成長していくが、（１１
１）Ｂ面４上にはあまり成長していかない。このため、
図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上に形成されるＡｌ
ＧａＡｓ層２は、その表面形状がＧａＡｓ基板１表面の
周期溝構造の形状を保ったまた成長していく。
ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＧａＡｓを成長させたときの構
成を示す断面図である。同図において、１は（１１０）
面に周期溝構造を形成したＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓ
基板１上に成長させたＡｌＧａＡｓ層、３はＧａＡｓ基
板１上の周期溝構造の１面である（１１１）Ａ面、４は
ＧａＡｓ基板１上の周期溝構造のもう一つの面である
（１１１）Ｂ面である。ＡｌＧａＡｓは、ＧａＡｓ基板
１の（１１１）Ａ面３上には成長していくが、（１１
１）Ｂ面４上にはあまり成長していかない。このため、
図１に示すように、ＧａＡｓ基板１上に形成されるＡｌ
ＧａＡｓ層２は、その表面形状がＧａＡｓ基板１表面の
周期溝構造の形状を保ったまた成長していく。
【００１４】実施例１．図２は、この発明の１実施例で
ある半導体量子細線構造の作製方法を示す断面図であ
る。同図において、２１は表面が（１１０）面であるＧ
ａＡｓからなる基板である。まず、図２（ａ）に示すよ
うに、基板２１上に周期０．１μｍで（−１１０）方向
のストライプパターン２２を形成した。これは、電子線
レジストを用いた電子線リソグラフィーにより形成し
た。
ある半導体量子細線構造の作製方法を示す断面図であ
る。同図において、２１は表面が（１１０）面であるＧ
ａＡｓからなる基板である。まず、図２（ａ）に示すよ
うに、基板２１上に周期０．１μｍで（−１１０）方向
のストライプパターン２２を形成した。これは、電子線
レジストを用いた電子線リソグラフィーにより形成し
た。
【００１５】ついで、このストライプパターン２２をマ
スクとして、基板２１をウエットエッチングして基板２
１上に周期的な溝を形成し、この後ストライプパターン
２２を剥離することにより、図２（ｂ）に示すように、
周期溝構造２３が形成された基板２１を得た。このと
き、周期溝構造２３の１面は（１１１）Ａ面２４であ
り、他方の面は（１１１）Ｂ面２５である。
スクとして、基板２１をウエットエッチングして基板２
１上に周期的な溝を形成し、この後ストライプパターン
２２を剥離することにより、図２（ｂ）に示すように、
周期溝構造２３が形成された基板２１を得た。このと
き、周期溝構造２３の１面は（１１１）Ａ面２４であ
り、他方の面は（１１１）Ｂ面２５である。
【００１６】次に、この上に有機金属気相成長法により
ＡｌＧａＡｓとＧａＡｓとを交互に成長させて、図８に
示すように、ＡｌＧａＡｓ層２６とＧａＡｓ層２７とか
らなる多層の量子細線を形成した。ＡｌＧａＡｓ層２６
はＡｌの組成比が０．８で厚さ５００ÅのＡｌＧａＡｓ
からなり、ＧａＡｓ層２７は厚さ１００ÅのＧａＡｓか
らなる。
ＡｌＧａＡｓとＧａＡｓとを交互に成長させて、図８に
示すように、ＡｌＧａＡｓ層２６とＧａＡｓ層２７とか
らなる多層の量子細線を形成した。ＡｌＧａＡｓ層２６
はＡｌの組成比が０．８で厚さ５００ÅのＡｌＧａＡｓ
からなり、ＧａＡｓ層２７は厚さ１００ÅのＧａＡｓか
らなる。
【００１７】実施例２．以下、この発明の実施例２につ
いて図を参照して説明する。この実施例においては、
（００１）面上に成長した超格子の劈開断面を用いて周
期的溝構造を形成し、これを用いて多層量子細線を作製
した。図３は、この発明の実施例２の半導体量子細線構
造の作製方法を示す断面図である。同図において、３１
はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの超格子からなる基板であ
る。
いて図を参照して説明する。この実施例においては、
（００１）面上に成長した超格子の劈開断面を用いて周
期的溝構造を形成し、これを用いて多層量子細線を作製
した。図３は、この発明の実施例２の半導体量子細線構
造の作製方法を示す断面図である。同図において、３１
はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの超格子からなる基板であ
る。
【００１８】次に、この実施例２における多層量子細線
の作製方法を説明する。まず、有機金属気相成長法によ
り、表面が（００１）のＧａＡｓ基板上に、厚さ１００
ÅのＧａＡｓ層３２とＡｌの組成比が０．７で厚さ１０
０ÅのＡｌＧａＡｓ層３３と交互に１００周期成長させ
た。ついで、これを大気中で劈開して、図３（ａ）に示
すように、ＧａＡｓ層３２とＡｌＧａＡｓ層３３が交互
に存在し、（１１０）面が表面となった基板３１を得
た。
の作製方法を説明する。まず、有機金属気相成長法によ
り、表面が（００１）のＧａＡｓ基板上に、厚さ１００
ÅのＧａＡｓ層３２とＡｌの組成比が０．７で厚さ１０
０ÅのＡｌＧａＡｓ層３３と交互に１００周期成長させ
た。ついで、これを大気中で劈開して、図３（ａ）に示
すように、ＧａＡｓ層３２とＡｌＧａＡｓ層３３が交互
に存在し、（１１０）面が表面となった基板３１を得
た。
【００１９】次に、有機金属気相成長法により、基板３
２上にＧａＡｓを薄く成長させた。このとき、成長させ
るＧａＡｓは、基板３１のＧａＡｓ層３２上に選択的に
成長し、ＧａＡｓからなる３角柱３４を形成する。基板
３１は、大気中で劈開したので、ＡｌＧａＡｓ層３３の
劈開面は大気中の酸素により酸化されて酸化膜が形成れ
ている。このため、この上にはＧａＡｓは成長せず、上
述したように、酸化膜が形成されないＧａＡｓ層３２上
に選択的にＧａＡｓが成長する。この３角柱３４は、露
出している１つの面は（１１１）Ａ面３５であり、他方
の面は（１１１）Ｂ面３６である。
２上にＧａＡｓを薄く成長させた。このとき、成長させ
るＧａＡｓは、基板３１のＧａＡｓ層３２上に選択的に
成長し、ＧａＡｓからなる３角柱３４を形成する。基板
３１は、大気中で劈開したので、ＡｌＧａＡｓ層３３の
劈開面は大気中の酸素により酸化されて酸化膜が形成れ
ている。このため、この上にはＧａＡｓは成長せず、上
述したように、酸化膜が形成されないＧａＡｓ層３２上
に選択的にＧａＡｓが成長する。この３角柱３４は、露
出している１つの面は（１１１）Ａ面３５であり、他方
の面は（１１１）Ｂ面３６である。
【００２０】次に、この上にＡｌＧａＡｓを成長させ
た。この成長では、（１１１）Ｂ面３６上の成長速度は
非常に遅いために成長が起こらないが、（１１１）Ａ面
３５上の成長速度はある程度大きいので、図３（ｂ）の
断面図に示すように、この方向には成長が起こり成長層
３７が形成される。このとき、ＡｌＧａＡｓ層３３上の
酸化膜は非常に薄いため、この酸化膜上の横方向成長は
容易に起こる。従って、成長を続けると、ＡｌＧａＡｓ
層３３上に横方向に三角形状の成長層３７が成長して隣
の三角とつながり、図３（ｃ）に示すように、ＡｌＧａ
Ａｓ成長層３７ａが形成された。
た。この成長では、（１１１）Ｂ面３６上の成長速度は
非常に遅いために成長が起こらないが、（１１１）Ａ面
３５上の成長速度はある程度大きいので、図３（ｂ）の
断面図に示すように、この方向には成長が起こり成長層
３７が形成される。このとき、ＡｌＧａＡｓ層３３上の
酸化膜は非常に薄いため、この酸化膜上の横方向成長は
容易に起こる。従って、成長を続けると、ＡｌＧａＡｓ
層３３上に横方向に三角形状の成長層３７が成長して隣
の三角とつながり、図３（ｃ）に示すように、ＡｌＧａ
Ａｓ成長層３７ａが形成された。
【００２１】ついで、ＧａＡｓを薄く成長させてＧａＡ
ｓ成長層３８を形成した。そして、上述したＡｌＧａＡ
ｓ成長層３７ａとＧａＡｓ成長層３８とを交互に成長さ
せて、図３（ｄ）に示すように、多層量子細線を作製し
た。ここでの溝の周期は、はじめに用いたＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ超格子の周期で決まり、この場合２００Åで
ある。
ｓ成長層３８を形成した。そして、上述したＡｌＧａＡ
ｓ成長層３７ａとＧａＡｓ成長層３８とを交互に成長さ
せて、図３（ｄ）に示すように、多層量子細線を作製し
た。ここでの溝の周期は、はじめに用いたＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ超格子の周期で決まり、この場合２００Åで
ある。
【００２２】なお、この実施例２では、（１００）基板
上に成長したＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１
０）劈開面を用いた場合について説明したが、（１１
１）基板、あるいは（１１０）基板上に成長したＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１０）劈開面を用いても
同様な結果が得られた。また、上記実施例２では、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の劈開断面を用いた場合につ
いて説明したが、超格子としてＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＡ
ｓを用いた場合においても全く同じ効果が確認された。
ＩｎＧａＰの組成は、ＧａＡｓに格子整合する組成であ
る。この場合、図３に示す、ＧａＡｓ３２がＩｎＧａＰ
となり、、ＡｌＧａＡｓ３３がＡｌＧａＡｓとなる。
上に成長したＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１
０）劈開面を用いた場合について説明したが、（１１
１）基板、あるいは（１１０）基板上に成長したＧａＡ
ｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１０）劈開面を用いても
同様な結果が得られた。また、上記実施例２では、Ｇａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子の劈開断面を用いた場合につ
いて説明したが、超格子としてＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＡ
ｓを用いた場合においても全く同じ効果が確認された。
ＩｎＧａＰの組成は、ＧａＡｓに格子整合する組成であ
る。この場合、図３に示す、ＧａＡｓ３２がＩｎＧａＰ
となり、、ＡｌＧａＡｓ３３がＡｌＧａＡｓとなる。
【００２３】上述の、ＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＡｓ超格子
の（１１０）劈開断面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量
子細線を成長する場合においては、ＧａＡｓの井戸に対
して、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓはともにバリアとして
働く。また、上記実施例１，２において、ＧａＡｓをＩ
ｎＧａＡｓに置き換え、ＡｌＧａＡｓをＩｎＡｌＡｓに
置き換えた系においても同様の効果が期待されるのは自
明である。
の（１１０）劈開断面上に、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量
子細線を成長する場合においては、ＧａＡｓの井戸に対
して、ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓはともにバリアとして
働く。また、上記実施例１，２において、ＧａＡｓをＩ
ｎＧａＡｓに置き換え、ＡｌＧａＡｓをＩｎＡｌＡｓに
置き換えた系においても同様の効果が期待されるのは自
明である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、従来の（１００）基板に変えて（１１０）基板を用
いていることにより、この基板に形成した周期的溝構造
が成長中に保存される性質を利用し、多層で高密度の量
子細線構造を作製することができる。さらに、ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１０）劈開面を基板として
用いれば、極短周期でサイズのそろった周期的溝構造が
得られるので、通常の（１１０）基板を用いるよりも高
密度の量子細線構造を作製できる効果がある。
ば、従来の（１００）基板に変えて（１１０）基板を用
いていることにより、この基板に形成した周期的溝構造
が成長中に保存される性質を利用し、多層で高密度の量
子細線構造を作製することができる。さらに、ＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ超格子の（１１０）劈開面を基板として
用いれば、極短周期でサイズのそろった周期的溝構造が
得られるので、通常の（１１０）基板を用いるよりも高
密度の量子細線構造を作製できる効果がある。
【図１】（１１０）面に溝を形成してあるＧａＡｓ基板
上に、ＡｌＧａＡｓを成長させたときの構成を示す断面
図である。
上に、ＡｌＧａＡｓを成長させたときの構成を示す断面
図である。
【図２】この発明の１実施例である半導体量子細線構造
の作製方法を示す断面図である。
の作製方法を示す断面図である。
【図３】この発明の実施例２の半導体量子細線構造の作
製方法を示す断面図である。
製方法を示す断面図である。
【図４】従来のＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ量子細線の作製
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図５】溝の深さと同程度以上の厚さの半導体層を成長
して、溝構造が凹凸のない平坦な形状に近づいていく状
態を示す断面図である。
して、溝構造が凹凸のない平坦な形状に近づいていく状
態を示す断面図である。
【図６】量子細線を多層に形成した状態を示す断面図で
ある。
ある。
１ ＧａＡｓ基板 ２ ＡｌＧａＡｓ層 ３ （１１１）Ａ面 ４ （１１１）Ｂ面
Claims (4)
- 【請求項１】 （１１０）面上あるいは（１１０）面か
らわずかに傾いた面を持つ単結晶半導体基板上に周期的
溝構造を形成し、 前記単結晶半導体基板上に多層量子井戸構造を成長する
ことを特徴とする半導体量子細線構造の作製方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体量子細線構造の製
造方法において、 前記単結晶半導体基板がＧａＡｓからなり、 多層量子井戸構造がＡｌＧａＡｓとＧａＡｓとからなる
ことを特徴とする半導体量子細線構造の作製方法。 - 【請求項３】 表面が（１００）面である第１と第２の
半導体が交互に積層された超格子の（１１０）面を有す
る劈開面上に、第３の半導体層からなる周期的溝構造を
形成し、 前記周期的溝構造上に多層量子井戸構造を成長すること
を特徴とする半導体量子細線構造の作製方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体量子細線の作製方
法において、 前記第１の半導体がＧａＡｓもしくはＩｎＧａＰであ
り、 前記第２の半導体がＡｌＧａＡｓもしくはＡｌＧａＡｓ
であり、 前記第３の半導体がＧａＡｓもしくはＡｌＧａＡｓであ
り、 前記多層量子井戸構造がＧａＡｓとＡｌＧａＡｓとから
なることを特徴とする半導体量子細線構造の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16738393A JPH076963A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 半導体量子細線構造の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16738393A JPH076963A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 半導体量子細線構造の作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH076963A true JPH076963A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=15848695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16738393A Pending JPH076963A (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 半導体量子細線構造の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076963A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015064094A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 国立大学法人北海道大学 | Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導体ナノワイヤ、電界効果トランジスタおよびスイッチ素子 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP16738393A patent/JPH076963A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015064094A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2015-05-07 | 国立大学法人北海道大学 | Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導体ナノワイヤ、電界効果トランジスタおよびスイッチ素子 |
| KR20160055939A (ko) * | 2013-10-31 | 2016-05-18 | 고쿠리츠켄큐카이하츠호진 카가쿠기쥬츠신코키코 | Iii-v족 화합물 반도체 나노와이어, 전계효과 트랜지스터 및 스위치 소자 |
| JPWO2015064094A1 (ja) * | 2013-10-31 | 2017-03-09 | 国立大学法人北海道大学 | Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体ナノワイヤ、電界効果トランジスタおよびスイッチ素子 |
| TWI644436B (zh) * | 2013-10-31 | 2018-12-11 | National University Corporation Hokkaido University | Ｉｉｉ－ｖ族化合物半導體奈米線、場效電晶體以及開關元件 |
| US10403498B2 (en) | 2013-10-31 | 2019-09-03 | National University Corporation Hakkaido University | Group III-V compound semiconductor nanowire, field effect transistor, and switching element |
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